活體葉菜自動售貨機及管理方法
【專利摘要】本發明提供了一種活體葉菜自動售貨機及管理方法,包括:封閉式隔層結構、底吸式補水系統、電熱膜恒溫系統、CO2濃度控制系統、紅藍LED光源系統、舉升式收割結構與工控平板電腦;通過傳感器與繼電器自動優化封閉式隔層結構內的溫度、氣肥含量、光照強度、栽培基質含水量等葉菜類作物生長所必須的環境因素,達到葉菜活體保存、降低保鮮能耗與自動售貨的目的。本發明采用微環境控制的理念,以植株正常生長的形式保存待售葉菜,使商品在銷售期內始終保持新鮮,同時使自動售貨機設備免去了高能耗的壓縮制冷機構,實現了新鮮葉菜的24小時自動售貨,適合服務于各類酒店餐飲場所、高端住宅小區、寫字樓與酒店式公寓等室內場所的葉菜自動銷售。
【專利說明】
活體葉菜自動售貨機及管理方法
技術領域
[0001]本發明涉及農業設備領域,具體地,涉及一種活體葉菜自動售貨機及管理方法。
【背景技術】
[0002]自動售貨機技術如今已相當成熟,其服務于我們日常生活中的各個領域,包括生鮮蔬菜產品的自動售貨機,自動售貨機運營管理公司也因為人員與成本限制,無法做到每日更新所售商品,但蔬菜采后即使存放在自動售貨機的低溫環境下冷藏,其品質也會隨存放時間的延長而逐漸降低,從而使得售商品品質無法與菜場或超市的生鮮蔬菜競爭,影響了消費者對自動售貨機所售蔬菜品質的信任與購買熱情。
[0003]本發明提出一種活體葉菜自動售貨機及管理方法,相比傳統的生鮮蔬菜產品的自動售貨機無需高能耗的壓縮制冷機構,但是能夠長期保持蔬菜的新鮮度,實現實時采摘包裝售賣一體。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中的缺陷,本發明的目的是提供一種活體葉菜自動售貨機及管理方法。
[0005]根據本發明提供的活體葉菜自動售貨機,包括封閉式隔層結構、底吸式補水系統、電熱膜恒溫系統、CO2濃度控制系統、紅藍LED光源系統、舉升式收割結構與工控平板電腦;所述底吸式補水系統、電熱膜恒溫系統、CO2濃度控制系統、紅藍LED光源系統、舉升式收割結構與工控平板電腦均安裝在封閉式隔層結構內;其中:
[0006]所述底吸式補水系統,用于維持葉菜栽培基質的水分含量在設定值;
[0007]所述電熱膜恒溫系統,用于維持封閉式隔層結構內的溫度在設定值;
[0008]所述CO2濃度控制系統,用于自動生成CO2,控制封閉式隔層結構內的0)2濃度;
[0009]所述紅藍LED光源系統,用于根據活體葉菜種類設定并向活體葉菜提供特定波長的光源、照射時長和照射功率;
[0010]所述舉升式收割結構,用于自動收割活體葉菜;
[0011]所述工控平板電腦,用于提供客戶支付界面,并顯示活體葉菜的若干監測信息。
[0012]優選地,所述封閉式隔層結構包括若干個商品隔層,其中封閉式隔層結構的最底層留有電器設備安裝空間,所述商品隔層被劃分成多個空間分別用于擺放栽培盤,所述封閉式隔層結構的正面朝向消費者的一側覆蓋有透明的鋼化玻璃,所述封閉式隔層結構的底端還設置有取貨槽;
[0013]具體地,商品隔層被劃分成300mm*300mm*300mm的空間,國標栽培盤的尺寸為280mm*280mm,所述國標栽培盤內放置有葉菜栽培基質,用于培育活體葉菜。
[0014]優選地,所述底吸式補水系統包括:水栗、栽培基質水分傳感器、繼電器、托盤、水箱、隔層板導水槽、進水管以及排水管,水栗、托盤、水箱通過進水管、排水管與隔層板導水槽相互連接并構成的一個水流回路系統,所述水栗、繼電器以及水箱安裝在封閉式隔層結構的最底層;活體葉菜栽培基質則通過國際栽培盤底部的透水孔將水分均勻地吸入,繼電器通過讀取栽培基質水分傳感器中的數據,控制水栗開啟與關閉,從而自動維持人工設定的最佳栽培基質含水量。
[0015]優選地,所述電熱膜恒溫系統包括電熱膜和溫控開關,電熱膜功率為220W/m2,安裝在封閉式隔層結構內部的左右兩側,通過溫控開關自動維持封閉式隔層結構內溫度為活體葉菜的最佳培育溫度。
[0016]優選地,所述CO2濃度控制系統包括小型CO2氣罐、CO2濃度傳感器、電磁閥及小型循環風機,CO2濃度傳感器根據預設的CO2濃度值,自動控制小型CO2氣罐出氣口的電磁閥開閉,小型循環風機安裝于封閉式隔層結構的隔層板中,用于擴散C02,實現自動CO2濃度自動控制。
[0017]優選地,所述紅藍LED光源系統包括:紅藍LED光源系統和繼電器,紅藍LED光源系統包括植物需要的波長為400-500nm的藍光燈帶與600-700nm的紅光燈帶,紅藍光燈帶數量為6:2,安裝于各商品隔層頂部,所有燈帶電路連接至繼電器,通過繼電器編程,根據葉菜種類設定LED燈帶的開閉時段與照射功率。
[0018]優選地,所述舉升式收割結構包括:托盤傾斜機構、托盤、舉升電機、牽引繩、托盤連桿、收割結構支架、電機輪、強磁輪、切割電機、切割繩、繼電器,當需要采摘時,繼電器控制電機輪、切割電機以及舉升電機工作,電機輪帶動收割結構支架朝向托盤后端移動,舉升電機帶動牽引繩,將托盤前端提升至45°傾斜角,切割電機高速旋轉,帶動切割繩完成切割工作后,舉升電機與電機輪反向旋轉,使所有設備回復起始位置,所采摘的活體葉菜掉落至封閉式隔層結構的取貨槽,所述取貨槽處還配置有相應的蔬菜包裝機構。
[0019]優選地,所述工控平板電腦包括:內嵌的交互式操作系統、顯示屏以及收款找零機構,具體地,所述客戶支付界面包括:現金支付模式、手機客戶端支付模式,現金支付模式與收款找零機構相配合;顯示屏上實時顯示活體葉菜的各種監測信息,所述監測信息包括:底吸式補水系統、電熱膜恒溫系統、CO2濃度控制系統所測定的活體葉菜栽培基質的水分含量、封閉式隔層結構內的溫度、CO2濃度,以及活體葉菜的生長時間。
[0020]根據本發明提供的活體葉菜自動售貨機的管理方法,包括如下步驟:
[0021]步驟1:在塑料大棚或玻璃溫室內完成葉菜栽培盤的有機栽培基質裝填和播種;
[0022]步驟2:按蔬菜有機栽培管理體系培養葉菜至指定階段;
[0023]步驟3:活體葉菜自動售貨機養護人員定期更新所售商品,并打掃清理商品隔層、檢查設備、清點貨款,回收空置的栽培盤。
[0024]與現有技術相比,本發明具有如下的有益效果:
[0025]本自動售貨機使用封閉式隔層結構、底吸式補水系統、電熱膜恒溫系統、CO2濃度控制系統與紅藍LED光源系統,以較低的能耗與設備成本營造出維持植物生長的微環境,并以微環境自動控制、活體保存銷售的方式,取代傳統采后冷藏銷售的方式,不僅取消了高能耗的壓縮制冷保鮮機構,還實現了所售葉菜在銷售期內的品質無損保存;本自動售貨機安裝有舉升式收割結構,實現了高品質活體葉菜的自動售貨。
【附圖說明】
[0026]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述,本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0027]圖1為本發明提供的活體葉菜自動售貨機的正面視圖。
[0028]圖2為本發明提供的活體葉菜自動售貨機的立體視圖。
[0029]圖3為本發明提供的活體葉菜自動售貨機的正面仰視圖。
[0030]圖4為本發明提供的活體葉菜自動售貨機的斜背面透視圖。
[0031]圖5為本發明提供的活體葉菜自動售貨機的舉升式收割結構立體視圖。
[0032]圖6為舉升式收割結構工作步驟一示意圖。
[0033]圖7為舉升式收割結構工作步驟二示意圖。
[0034]圖8為舉升式收割結構工作步驟三示意圖。
[0035]圖9為舉升式收割結構工作步驟四示意圖。
[0036]圖10為舉升式收割結構工作步驟五示意圖。
[0037]圖中:
[0038]I為封閉式隔層結構,2為工控平板電腦,3為紙幣插入口,4為硬幣投幣口,5為紙幣找零機構,6為硬幣取口,7為取貨口,8為隔層板,9為電熱膜,10為循環風機,11為商品選擇按鈕,12為收割結構支架,14為隔層板導水槽,15為托盤,16為藍色LED燈帶,17為紅色LED燈帶,18為舉升電機,19為鋼化玻璃,20為取貨槽,21為牽引繩,22為托盤連桿,24為強磁條,25為電機輪,27為電機輪擋板,28為切割電機,29為切割繩,32為托盤進水口,33為葉菜,35為強磁輪,36為感應開關。
【具體實施方式】
[0039]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明,但不以任何形式限制本發明。應當指出的是,對本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0040]根據本發明的活體葉菜自動售貨機,相對現有的生鮮農產品自動售貨機有重大改進,使之無需高能耗的壓縮制冷機構,并存放銷售活體葉菜產品,是通過如下技術方案實現的:第一方面,本發明提供的一種活體葉菜自動售貨機,包括封閉式隔層結構、底吸式補水系統、電熱膜恒溫系統、CO2濃度控制系統、紅藍LED光源系統、舉升式收割結構與工控平板電腦,所述封閉式隔層結構為全鋁材質的自動售貨機主體,根據自動售貨機尺寸規格的不同,由若干層隔層組成,其中最底層為設備艙,用于安裝電熱膜恒溫系統溫控開關、紅藍LED光源系統繼電器、底吸式補水系統繼電器、水箱、水栗、取貨口等電器設備,其他層為擺放待售商品的隔層,單個隔層被劃分為若干個長寬高300mm*300mm*300mm的空間,安裝有舉升式收割結構,長寬為280mm*280mm的國標栽培盤擺放于其中,自動售貨機主體面向消費者的一側由透明鋼化玻璃覆蓋,葉菜的生長情況能夠被清楚地看到,自動售貨機主體面向消費者的一側還安裝有工控平板電腦。
[0041]所述底吸式補水系統,由水箱、水栗、土壤濕度傳感器、繼電器及托盤組成,所述水栗為揚程3米的小型水栗,水箱出水口通過軟管與水栗進水口相連,水栗出水口通過軟管與各托盤進水口相連,各托盤出水口的軟管指向隔層板導水槽中,各隔層板導水槽出水口通過軟管與水箱進水口相連,形成一個流水回路,各托盤上的出水口設置在距離托盤底部1mm的位置,且托盤出水口口徑大于托盤進水口,使托盤中的水位高度不會超過10mm,土壤濕度傳感器與水栗電源線均連接至繼電器。
[0042]所述電熱膜恒溫系統,由電熱膜與帶防水探頭溫控開關組成,所述電熱膜功率為220W/m2,覆蓋于封閉式隔層結構的內部兩側,其電路連接至溫控開關,溫控開關上的防水探頭插于栽培基質中,溫控開關根據栽培基質中的溫度自動控制電熱膜開閉以恒定封閉式隔層結構內的溫度。
[0043]所述CO2濃度控制系統,由小型CO2氣罐、CO2濃度傳感器、電磁閥及小型循環風機組成,小型CO2氣罐體積適合安裝入封閉式隔層結構底部電器艙,電磁閥安裝于小型CO2氣罐出氣口,電磁閥與小型循環風機電源連接至CO2濃度傳感器,根據維持葉菜品質所需的環境CO2濃度(大氣中C02濃度約為300ppm),C02濃度傳感器的上下限數值被設定為300ppm與350ppm,即當封閉式隔層結構內的CO2濃度低于300ppm時自動開啟電磁閥與循環風機擴散CO2,當CO2濃度高于350ppm時關閉電磁閥與循環風機。
[0044]所述紅藍LED光源系統,由LED光帶與繼電器組成,所述LED光帶為植物所需的波長為400-500nm的藍光燈帶與600-700nm的紅光燈帶,紅藍燈帶數量為6: 2,安裝于商品隔層頂部,所有燈帶電路連接至繼電器,繼電器連接至工控平板電腦,電腦根據該處商品是否被銷售而控制繼電器開閉燈帶,從而優化設備能耗。
[0045]所述舉升式收割結構,由托盤傾斜機構、舉升電機、牽引繩、托盤連桿、收割結構支架、電機輪、強磁輪、切割電機、切割繩、繼電器組成,所述托盤傾斜機構為托盤一端兩側的軸承,將托盤固定于隔層板上,托盤可繞此軸承機構旋轉180°,舉升電機、牽引繩能提供大于4kg的扭矩,可在3s內將托盤一端抬升至45°傾斜,切割電機為每分鐘1500轉的高轉速電機,切割繩為毛邊鋼絲,電機輪為能提供大于3kg扭矩的小型電機,可推動收割結構支架從托盤一端移向另一端,電機輪外側包裹磁性橡膠,以增加磨差力,強磁輪為鎳鉻強磁合金材料,托盤邊框的一段鑲嵌有強磁條,與強磁輪之間能夠產生Ikg的附著力,當采收過程開始時,電機輪帶動收割結構支架向托盤一端移動,收割結構支架上的翻轉條使收割結構支架正向翻轉,強磁輪與強磁條結合,收割結構支架上的四個輪子同時附著與托盤邊框上,切割電機高速旋轉帶動切割繩切割葉菜,當強磁輪觸及托盤上的感應開關二時,電機輪反向旋轉并帶動收割結構支架反向移動,強磁輪與強磁條脫離,收割結構支架因傾斜45°而逆向翻轉,從而完成葉菜切割與將葉菜倒入取貨槽的程序,托盤一端設置有電機輪檔板與感應開關一,以防止電機輪在反向旋轉時脫離托盤邊框。
[0046]所述工控平板電腦,安裝于封閉式隔層結構的顯示屏區域,其信號接收端口連接有土壤水分傳感器的信號線、溫度傳感器信號線、CO2濃度傳感器信號線與LED光帶繼電器的控制線,可讀取栽培基質含水量、溫度與CO2濃度等數據,并控制LED光帶繼電器的啟閉。
[0047]所述交互式操作系統程序安裝于工控平板電腦中,是自動售貨機的操作與控制程序,其將記錄的土壤水分、溫度、CO2濃度與葉菜生長時間等信息反饋給消費者,并引導消費者完成選購、付款與取貨的程序,并控制收款找零機構與舉升式收割結構完成相應的工作。
[0048]也可依托上述自動售貨機實現一種活體葉菜的自動銷售管理模式,在此模式中,消費者選定商品各層中的待售葉菜并付款后,設備自動收割并將葉菜投入取貨槽中,自動售貨機的運營管理公司在塑料大棚或玻璃溫室內完成葉菜栽培盤的有機栽培基質裝填和播種工序,并按蔬菜有機栽培管理體系培養葉菜至一定階段,運營管理公司負責自動售貨機養護工作的人員定期至各售貨機處取出已經采收的栽培盤并放入新的盤栽葉菜待售,同時完成打掃清理商品隔層、檢查設備、清點貨款等養護工作,采收后的栽培盤被送回公司進行清理消毒后再次填裝基質栽培葉菜,自動售貨機的運營管理公司也可直接采購第三方農業企業生產的盤栽葉菜進行售貨機中商品的更新。
[0049]具體地,提供一種活體葉菜自動售貨機的使用方法,如圖1所示,消費者透過鋼化玻璃觀察并點擊商品選擇按鈕,了解所選葉菜的生長信息,從紙幣插入口或硬幣投幣口投入相應金額的貨幣,再次點擊商品選擇按鈕,自動售貨機內部自動開始收割程序,消費者將收獲的葉菜從取貨口處取出,并從零錢取口處取走找回的零錢。
[0050]具體地,提供一種活體葉菜自動售貨機的舉升式收割結構的操作方法,見圖6、圖
7、圖8、圖9所示,當舉升式收割結構接到收割指令后,電機輪順時針方向旋轉,收割結構支架在翻轉條與托盤邊緣的作用下順時針方向翻轉,使用強磁輪與強磁條磁性對接,舉升電機旋轉纏繞牽引繩,拉動托盤連桿于38內將托盤的一端抬升至45°傾斜,電機輪帶動收割結構支架繼續向一端移動,切割電機高速旋轉并帶動切割繩采收葉菜,當強磁輪觸及感應開關二時,電路控制電機輪反向旋轉,并帶動收割結構支架反向移動至強磁輪與強磁條脫離,收割結構支架因傾斜45°而逆時針方向翻轉,將收割后的葉菜倒入取貨槽,電機輪繼續轉動至觸及托盤一端的電機輪檔板與感應開關一后停止轉動,舉升電機旋轉釋放牽引繩,托盤恢復水平位置。
[0051]消費者選定商品各層中的待售葉菜并付款后,設備自動收割并將葉菜投入取貨槽中,自動售貨機的運營管理公司在塑料大棚或玻璃溫室內完成葉菜栽培盤的有機栽培基質裝填和播種工序,并按蔬菜有機栽培管理體系培養葉菜至一定階段,運營管理公司負責自動售貨機養護工作的人員定期至各售貨機處取出已經采收的栽培盤并放入新的盤栽葉菜待售,同時完成打掃清理商品隔層、檢查設備、清點貨款等養護工作,采收后的栽培盤被送回公司進行清理消毒后再次填裝基質栽培葉菜,自動售貨機的運營管理公司也可直接采購第三方農業企業生產的盤栽葉菜進行售貨機中商品的更新。
[0052]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是,本發明并不局限于上述特定實施方式,本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改,這并不影響本發明的實質內容。在不沖突的情況下,本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。
【主權項】
1.一種活體葉菜自動售貨機,其特征在于,包括封閉式隔層結構、底吸式補水系統、電熱膜恒溫系統、CO2濃度控制系統、紅藍LED光源系統、舉升式收割結構與工控平板電腦;所述底吸式補水系統、電熱膜恒溫系統、CO2濃度控制系統、紅藍LED光源系統、舉升式收割結構與工控平板電腦均安裝在封閉式隔層結構內;其中: 所述底吸式補水系統,用于維持葉菜栽培基質的水分含量在設定值; 所述電熱膜恒溫系統,用于維持封閉式隔層結構內的溫度在設定值; 所述CO2濃度控制系統,用于自動生成CO2,控制封閉式隔層結構內的(》2濃度; 所述紅藍LED光源系統,用于根據活體葉菜種類設定并向活體葉菜提供特定波長的光源、照射時長和照射功率; 所述舉升式收割結構,用于自動收割活體葉菜; 所述工控平板電腦,用于提供客戶支付界面,并顯示活體葉菜的若干監測信息。2.根據權利要求1所述的活體葉菜自動售貨機,其特征在于,所述封閉式隔層結構包括若干個商品隔層,其中封閉式隔層結構的最底層留有電器設備安裝空間,所述商品隔層被劃分成多個空間分別用于擺放栽培盤,所述封閉式隔層結構的正面朝向消費者的一側覆蓋有透明的鋼化玻璃,所述封閉式隔層結構的底端還設置有取貨槽; 具體地,商品隔層被劃分成300mm*300mm*300mm的空間,國標栽培盤的尺寸為280mm*280_,所述國標栽培盤內放置有葉菜栽培基質,用于培育活體葉菜。3.根據權利要求1所述的活體葉菜自動售貨機,其特征在于,所述底吸式補水系統包括:水栗、栽培基質水分傳感器、繼電器、托盤、水箱、隔層板導水槽、進水管以及排水管,水栗、托盤、水箱通過進水管、排水管與隔層板導水槽相互連接并構成的一個水流回路系統,所述水栗、繼電器以及水箱安裝在封閉式隔層結構的最底層;活體葉菜栽培基質則通過國際栽培盤底部的透水孔將水分均勻地吸入,繼電器通過讀取栽培基質水分傳感器中的數據,控制水栗開啟與關閉,從而自動維持人工設定的最佳栽培基質含水量。4.根據權利要求1所述的活體葉菜自動售貨機,其特征在于,所述電熱膜恒溫系統包括電熱膜和溫控開關,電熱膜功率為220W/m2,安裝在封閉式隔層結構內部的左右兩側,通過溫控開關自動維持封閉式隔層結構內溫度為活體葉菜的最佳培育溫度。5.根據權利要求1所述的活體葉菜自動售貨機,其特征在于,所述CO2濃度控制系統包括小型CO2氣罐、CO2濃度傳感器、電磁閥及小型循環風機,CO2濃度傳感器根據預設的⑶2濃度值,自動控制小型CO2氣罐出氣口的電磁閥開閉,小型循環風機安裝于封閉式隔層結構的隔層板中,用于擴散CO2,實現自動CO2濃度自動控制。6.根據權利要求1所述的活體葉菜自動售貨機,其特征在于,所述紅藍LED光源系統包括:紅藍LED光源系統和繼電器,紅藍LED光源系統包括植物需要的波長為400-500nm的藍光燈帶與600-700nm的紅光燈帶,紅藍光燈帶數量為6:2,安裝于各商品隔層頂部,所有燈帶電路連接至繼電器,通過繼電器編程,根據葉菜種類設定LED燈帶的開閉時段與照射功率。7.根據權利要求1所述的活體葉菜自動售貨機,其特征在于,所述舉升式收割結構包括:托盤傾斜機構、托盤、舉升電機、牽引繩、托盤連桿、收割結構支架、電機輪、強磁輪、切割電機、切割繩、繼電器,當需要采摘時,繼電器控制電機輪、切割電機以及舉升電機工作,電機輪帶動收割結構支架朝向托盤后端移動,舉升電機帶動牽引繩,將托盤前端提升至45°傾斜角,切割電機高速旋轉,帶動切割繩完成切割工作后,舉升電機與電機輪反向旋轉,使所有設備回復起始位置,所采摘的活體葉菜掉落至封閉式隔層結構的取貨槽,所述取貨槽處還配置有相應的蔬菜包裝機構。8.根據權利要求1所述的活體葉菜自動售貨機,其特征在于,所述工控平板電腦包括:內嵌的交互式操作系統、顯示屏以及收款找零機構,具體地,所述客戶支付界面包括:現金支付模式、手機客戶端支付模式,現金支付模式與收款找零機構相配合;顯示屏上實時顯示活體葉菜的各種監測信息,所述監測信息包括:底吸式補水系統、電熱膜恒溫系統、CO2濃度控制系統所測定的活體葉菜栽培基質的水分含量、封閉式隔層結構內的溫度、CO2濃度,以及活體葉菜的生長時間。9.一種活體葉菜自動售貨機的管理方法,其特征在于,包括如下步驟: 步驟1:在塑料大棚或玻璃溫室內完成葉菜栽培盤的有機栽培基質裝填和播種; 步驟2:按蔬菜有機栽培管理體系培養葉菜至指定階段; 步驟3:活體葉菜自動售貨機養護人員定期更新所售商品,并打掃清理商品隔層、檢查設備、清點貨款,回收空置的栽培盤。
【文檔編號】G07F9/00GK105931366SQ201610265591
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】趙穎雷, 黃丹楓, 牛慶良, 唐東梅, 章競瑾
【申請人】上海交通大學